Question

I.人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要，广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。

(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。正极电极反应式为_________。电池工作一段时间后需要充电，充电过程中电池液中H₂SO₄的浓度_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

⑵某学习小组依据氧化还原反应：2Ag⁺+Cu===Cu²⁺+2Ag设计成原电池，则负极发生的电极反应为___________；当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了 5.4g，则该原电池反应共转移了的电子数目是________________________。

⑶燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①该电池的正极反应式_________________。

②若该电池的效率80%，当外电路通过0.2mo1电子时，消耗O₂的体积____L(标准状况)

II.用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应4HC1+O₂ 2Cl₂+2H₂O，可实现氯的循环利用。己知上述反应中，4mol HC1被氧化，放出约116kJ的热量。

计算断开1 mol H-O键与断开1 mol H-C1键断所吸收能量相差约为______kJ。

Answer

PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 增大 Cu-2e=Cu2+ 0.05NA O2+4e+4H+=2H2O 1.4 32

【解析】I.(1)放电时，负极电解反应：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ，正极电极反应：PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O，根据电池反应式知，充电时硫酸是生成物，所以充电过程中电池液中H2SO4的浓度增大；

⑵由反应“2Ag++Cu═Cu2++2Ag”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，反应式为Cu-2e-=Cu2+；当银电极质量增加5.4g，则n（Ag）==0.05mol，根据电极反应Ag++e-=Ag，可知导线中通过的电子的物质的量为0.05mol；

⑶①氢氧燃料电池，通氧气的极为正极，发生还原反应，该电池的正极反应式O2+4e+4H+=2H2O；

②设参加反应的氧气为VL(标准状况)，则×80%×4mol=0.2mol，解得V=1.4；

II．E（H-O）、E（HCl）分别表示H-O键能、H-Cl键能，反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，反应热△H=反应物总键能-生成物的总键能，故：4×E（H-Cl）+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E（H-O）]=-115.6kJ/mol，整理得，4E（H-Cl）-4E（H-O）=-127.6kJ/mol，即E（H-O）-E（HCl）=31.9kJ/mol，
故断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为31.9kJ/mol×1mol=31.9kJ≈32kJ。

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